9.2. Парниковый эффект
Под образным выражением "парниковый эффект" подразумевается следующее геофизическое явление. Солнечная радиация, падающая на Землю, трансформируется. 30 % ее отражается в космическое пространство, остальные 70 % поглощаются поверхностью суши и океана. Поглощенная энергия солнечной радиации преобразуется в теплоту и излучается обратно в космос в виде инфракрасных лучей. При этом чистая атмосфера прозрачна для инфракрасных лучей, а атмосфера, содержащая пары воды, углекислый газ и некоторые другие газы, поглощает инфракрасные лучи, благодаря чему воздух нагревается. Парниковые газы выполняют функцию стеклянного покрытия поверхности земли в парнике. Аналогичное явление возникает в автомобиле, оставленном на солнце (рис. 9.2).
Естественный парниковый эффект создает прирост средней температуры Земли на 30 °С. Это значит, что если бы парникового эффекта не было, то средняя температура Земли, составляющая сейчас 15 °С, понизилась бы до -15 °С. Всю Землю сковало бы льдом. И, наоборот, если содержание газов, вызывающих парниковый эффект, увеличится - на Земле станет еще теплее.
В природной биосфере содержание углекислого газа в воздухе регулируется так, что его поступление равняется удалению. В настоящее время люди нарушают это равновесие. За миллионы лет в недрах Земли накопилось огромное количество ископаемого органического вещества - угля, нефти, газа и т.п., - которое служит основным энергетическим сырьем. В результате сжигания топлива в атмосферу поступают дополнительные порции углекислого газа. Именно этот процесс рассматривается как тенденция, которая может привести к глобальному потеплению климата. Ожидается, что в середине XXI в. количество углекислого газа в атмосфере удвоится. Температура повысится в умеренных широтах на 2-3 °С, на полюсах - более чем на 10 °С. Потепление вызовет таяние полярных льдов. В океан дополнительно поступит такое количество воды, что его уровень поднимется почти на 100 м; будут затоплены обширные приморские низменности и расположенные на берегах морей города, в которых проживает подавляющее большинство населения планеты и сосредоточен основной промышленный потенциал.
Различия температуры на полюсах и экваторе - основная движущая сила циркуляции атмосферы. Более сильное потепление на полюсах приведет к ее ослаблению. Это изменит всю картину циркуляции и связанный с ней перенос теплоты и влаги, что повлечет за собой глобальное изменение климата. В большинстве районов, характеризующихся сейчас жарким и сухим климатом, количество атмосферных осадков увеличится; в умеренном поясе станет суше.
Рис. 9.4. Спутниковая
карта,
демонстрирующая
"дыру" в
озоновом экране
над Антарктидой
(черное пятно в
центре).
По
Photo Library/Photo Researchers
9.3. Нарушение озонового экрана
Наряду с видимым светом Солнце излучает также ультрафиолетовые волны. Особую опасность представляет коротковолновая часть - жесткое ультрафиолетовое излучение. Все живое на Земле защищено от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как свыше 99 % его поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 км (рис. 9.3).
Основными загрязнителями, разрушающими озоновый экран, являются синтезируемые людьми соединения - фторхлор-углеводороды (фреоны), используемые в холодильниках, а также в аэрозольных товарах. Фреоны летучи и поднимаются в стратосферу. Там они могут разлагаться, высвобождая атомарный хлор, который разрушает озон. В 1985 г. спутниковые наблюдения обнаружили "дыру" в озоновом экране над Южным полюсом (рис. 9.4).
Исследования стратосферы над Арктикой показали, что и тут содержание озона может резко сократиться. Таким образом, если выбросы фреонов будут продолжаться, можно ожидать расширения озоновых дыр над полюсами. Международное сообщество, озабоченное этой тенденцией, уже ввело ограничения на выбросы фреонов Венской конвенцией об охране озонового слоя (1985).
Вопросы для самостоятельных занятий
Локальные, региональные и глобальные масштабы антропогенного воздействия на атмосферу.
Как образуются кислотные осадки? Реакция среды (pH) как экологический фактор.
3. Причины возникновения парникового эффекта; глобальные изменения
климата и его последствия.
4. Образование озонового экрана, причины его разрушения; экологические последствия